資源描述：
《產(chǎn)琥珀酸放線桿菌發(fā)酵生產(chǎn)琥珀酸的研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)中國(guó)生物工程雜志ChinaBiotechnology，2008，28(12)：102～106產(chǎn)琥珀酸放線桿菌發(fā)酵生產(chǎn)琥珀酸的研究進(jìn)展張玉秀h‘(1中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院生物工程系張?jiān)苿?李強(qiáng)2北京1000832中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所北京100080)摘要近年來(lái)，因瘤胃微生物產(chǎn)琥珀酸放線桿菌Actinobacillussuccinogenes具有高的琥珀酸產(chǎn)量，并能夠利用多種碳源進(jìn)行發(fā)酵等優(yōu)點(diǎn)，在利用發(fā)酵法生產(chǎn)琥珀酸領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和商業(yè)化價(jià)值，因而其代謝途徑和發(fā)酵工藝等基礎(chǔ)研究
2、成為國(guó)內(nèi)外研發(fā)的熱點(diǎn)。近年來(lái)，人們?cè)诋a(chǎn)琥珀酸放線桿菌的代謝途徑、琥珀酸發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型、新型經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)基以及高產(chǎn)菌株選育等方面的研究取得了很大進(jìn)展，對(duì)研發(fā)琥珀酸發(fā)酵工藝、降低生產(chǎn)成本和節(jié)能減耗等具有重要的理論意義。關(guān)鍵詞琥珀酸發(fā)酵產(chǎn)琥珀酸放線桿菌中圖分類號(hào)Q815琥珀酸，學(xué)名丁二酸，廣泛存在于動(dòng)植物和微生物體內(nèi)，是生物進(jìn)行TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物之一。它是一種重要的有機(jī)合成中間體，主要應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物降解甥料、表面活性劑、洗滌劑、綠色溶劑和動(dòng)植物生長(zhǎng)刺激物等領(lǐng)域?。人們主要是利用化學(xué)合成的方法，從丁烷通
3、過(guò)順式丁烯二酐生產(chǎn)琥珀酸。該方法以石油為原料，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重，從而限制了琥珀酸的廣泛應(yīng)用。因此，人們開(kāi)始將目標(biāo)轉(zhuǎn)向通過(guò)生物發(fā)酵法來(lái)生產(chǎn)琥珀酸。與傳統(tǒng)的化學(xué)合成法相比，發(fā)酵法具有成本低、環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)。目前，通過(guò)發(fā)酵法生產(chǎn)得到的琥珀酸，其價(jià)格大約為0．55一1．10$／kg口1。另外，據(jù)Bio-amber公司稱，琥珀酸具有25億歐元的市場(chǎng)，且生物法生產(chǎn)琥珀酸能夠與石化的方法相競(jìng)爭(zhēng)，并計(jì)劃于2011前利用植物作為原料進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)琥珀酸(http：／／www．france-chimie．com)
4、。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種微生物可以通過(guò)發(fā)酵來(lái)生產(chǎn)琥珀酸，其中研究主要集中在大腸桿菌(Escherichiacoil)p。，Mannheimiasucciniciproducens【4J，產(chǎn)琥珀酸厭氧螺菌(Anaerobiospirillumsucciniciproducens)”1和產(chǎn)琥珀酸放線桿菌(Actinobacillussuccinogenes)№．7J。在眾多的產(chǎn)琥珀酸微生物中，瘤胃微生物產(chǎn)琥珀酸放線桿菌收稿日期：2008-07-22慘同日期：2008-08．18·國(guó)家“863”計(jì)劃(200
5、7AA021404、2006AAl02407)資助項(xiàng)目··電子信箱：zlIn鯽Ixiu@cumtb．edu．∞Actinobacillussuccinogenes能夠利用多種糖類進(jìn)行發(fā)酵，并且可以耐受葡萄糖和琥珀酸的濃度分別高達(dá)1589／L和1049／L¨o；同時(shí)，該菌以其高產(chǎn)量、高耐受性等優(yōu)勢(shì)，成為最具發(fā)展前景的琥珀酸產(chǎn)生菌之一。近幾年來(lái)，人們對(duì)ActinobaciUussuccinogenes的研究中取得了許多進(jìn)展，如首次利用13C原子標(biāo)記在體內(nèi)測(cè)定了琥舛￡l酸代謝途徑，并證實(shí)有草酰乙酸、蘋(píng)果酸到
6、丙酮酸代謝途徑的存在№1；建立了琥珀酸發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型，量化了菌體生長(zhǎng)、底物消耗以及產(chǎn)物形成之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系哺'91；另外，一些新型經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)基的發(fā)展及菌種的篩選也有不少報(bào)道。因此，本文主要綜述產(chǎn)琥珀酸放線桿菌Actinobacilluasuccinogenes的代謝途徑、琥珀酸發(fā)酵動(dòng)力學(xué)模型、廉價(jià)新型培養(yǎng)基以及菌種選育等方面的研究進(jìn)展。1產(chǎn)琥珀酸的代謝途徑1．1關(guān)鍵酶及重要節(jié)點(diǎn)通過(guò)生物轉(zhuǎn)化法得到的琥珀酸是高度還原產(chǎn)物，主要是將糖酵解過(guò)程中得到的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)經(jīng)由TCA循環(huán)的還原支路，通過(guò)一步
7、CO：固定和兩步還原反應(yīng)，依次生成草酰乙酸、蘋(píng)果酸、延胡索酸，最后經(jīng)延胡索酸還原酶催化生成琥珀酸。該過(guò)程涉及到的關(guān)鍵酶主要有磷酸烯醇式丙酮酸激酶(PEPCK)、蘋(píng)果酸脫氫酶、延胡索酸酶和富馬酸還原酶。萬(wàn)方數(shù)據(jù)2008，28(12)張玉秀等：產(chǎn)琥珀酸放線桿菌發(fā)酵生產(chǎn)琥珀酸的研究進(jìn)展103廠一一目it矧一豪酸
8、；量i悖ADH／＼、≮l
9、影
10、巴西型1．2NADPH的產(chǎn)生McKin
11、ay等㈧研究表明磷酸戊糖氧化途徑可以產(chǎn)生約20％的NADPH，但是并不能滿足細(xì)胞生長(zhǎng)的需要。其代謝過(guò)程中所需的NADPH主要是通
12、過(guò)轉(zhuǎn)氫酶將丙酮酸脫氫酶和qI酸脫氫酶催化過(guò)程中產(chǎn)牛的NADH轉(zhuǎn)化成NADPH，從而為細(xì)胞生長(zhǎng)和琥珀酸的形成提供更多的還原力。在大腸桿菌中，可以通過(guò)構(gòu)造乙醛酸途徑獲得更多的NADH，從而提高琥珀酸產(chǎn)量¨“。但這項(xiàng)研究表明，在產(chǎn)琥珀酸放線桿菌代謝過(guò)程中，乙醛酸途徑對(duì)琥珀酸的產(chǎn)生所起的作用很小，可以忽略不計(jì)。除此之外，蘋(píng)果酸脫氫酶在催化過(guò)程中，也可以產(chǎn)生少量NADPH。1．3外源物質(zhì)對(duì)代謝流分配的影響CO：和H：對(duì)琥珀酸的代謝有著重要的作用，直接影響琥珀酸的產(chǎn)
